重新定義生命？理論物理學家如何幫助發現外星生命？

假如人類發現了外星伶俐，我們應該等待以生物大腦或人工智慧機器人的方式來發現它嗎？它可以是介於生物和技術之間的東西，或許是人類還無法明白的天下之外的東西？在美國科學家們偏向於尋覓與地球上的生命有某種類似之處的生命跡象。但是，遵照這種對生命的狹窄定義可以是我們還沒有找到外星人的緣由。我們真的是獨自由宇宙中，還是我們根本不曉得我們在尋覓什麼？一些研討職員說，假如科學家們能找到一個不那麼「以地球為中央」的生命定義，那麼找到外星人可以會有更好的運氣。換句話說，科學家需求擴展搜查範圍，以解釋外星生命可以與地球上的生命沒有任何共同之處的可以性。

地外生命可以不像我們在地球上看到的那種生物生命。圖片：Illustration: Space; Shutterstock

博科園-科學科普：生物學家和化學家很難對生命有一個更廣泛的定義，由於他們所曉得的統統都是基於對地球的察看。但是理論物理學家可以有更好的辦法。薩拉·沃克(Sara Walker)是亞利桑那州立大學(Arizona State University)的天體生物學家和理論物理學家在專題討論會上一群外星專家思索了地球之外生命的可以性以及生命本身本質說：當我想到尋覓生命的時候，我並不是真的在尋覓行星上的細胞或大氣中的分子。依據沃克的說法，搜索地外伶俐(SETI)——主要觸及天文學家、生物學家和化學家——可以從理論物理學家的看法中獲益，他們解釋了生命最根本的屬性以及生命的來源。以為生物學很難明釋生命的來源，由於它是生物學的來源，假如沒有某種根本理論，很難明釋(生物學)來源。

描繪生活運用物理而不是生物或化學」好像是一個不平凡的方式來思索它，但有一些很神奇的天下——我們的數學理論量子力學和廣義相對論和這些神奇革命對明白天然天下——我們沒有任何理論解釋生活或生命的屬性的存在，但是理論物理學家可以開闢這些。在如今尋覓其他星球生命的項目中，生物學家和化學家可以通知天文學家去尋覓「生物標記」，即可以暗示生命存在的化學物質，如氧氣和甲烷。但是我們所曉得的獨一的生物特性是像地球上的生物體所發作的化學物質。假如外星人沒有和地球人一樣的生物特性呢？或許假如它們根本不發作任何生物署名，由於它們不是生物生物呢？除了這些生物特性，像無線電信號如許的「技術特性」也可以協助我們找到有伶俐的外星人。但沃克以為，理論物理學家可以發現新的信號範例。

重新定義生命

美國宇航局的天體生物學研討所如今將生命定義為「一種可以達爾文進化的自我維持的化學系統」。但這個定義只實用於我們在地球上看到的生物生命，它掃除了沃克和其他科學家以為的其他生命方式，比如人工智慧(AI)。沃克說：我們經常遇到的一個問題是假定生命是一種化學景象，我以為生命出現的規模(可以是化學物質)和生命的定義之間存在混雜，這可以與化學無關，也可以實用於人工智慧。我們以為生命是一種化學景象，細胞是生命的根本單位……但這個觀念可以太狹窄了。假如你的確有這種明朗的視野，並且真的在尋覓更根本的生命流程，它真的會為你可以尋覓的東西翻開視野。

(從左到右)退休的美國宇航局宇航員妮可·斯托特，天文學家麗莎·柯廷格，天體生物學家凱勒·斯查夫，哲學家蘇珊·施耐德和理論物理學家薩拉·沃克於2018年6月2日在紐約舉行的天下科學節上議論生命的本質和對地外伶俐的探究。圖片：Greg Kessler/World Science Festival

康涅狄格大學人工智慧、心智與社會小組的哲學家蘇珊施耐德(Susan Schneider)也表示：NASA對生命的定義過於狹窄。假如人工智慧是自我維持的，有各種各樣風趣的特性，但我們擁有的實例是由智能計劃創造——也便是說，我們是計劃師，我們製造人工智慧系統——它不會以達爾文式的方式進化？依據美國宇航局的定義：人工智慧不能算是一種生命方式。但是，在尋覓外星伶俐的時候，研討職員豈非不應該也情願並且可以識別人工生命嗎？

為什麼要尋覓人工智慧外星人?

長期以來，科學家和科幻作家不斷以為，人類創造的人工智慧終極會比人類壽命長，而有些人乃至以為，有朝一日人工智慧機器人將可以接收天下。沃克說：我們本人的星球可以會開展出充足的技術，要麼與人工系統集成，要麼被人工系統代替，它們將在將來的長期開展中成為我們的後代。但這在其他星球上的可以性是多少，這是一個劇烈爭論的話題。」假如這一流程是技術先進的生命的典型流程，而不只僅是地球上發作的一種失常景象，那麼「假如我們遇到智能文明，它們更有可以是人造的。

紐約康奈爾大學的天文學家Lisa Kaltenegger在研討會上說：無論核戰爭、天氣變化還是一顆宏大的小行星導致我們的星球無法寓居，或許即便我們不顧統統地生活下去，直到我們垂死的太陽膨大并吞噬地球，並在幾十億年後將地球上的統統炸得一塵不染，人類旦夕將無法在這個星球上生活。人工智慧機器有一天會比我們有更好的生活時機，由於它們不需求呼吸氧氣、喝水或食品。只需有太陽能等可再生動力，人工智慧機器人理論上就能永久存活下去。柯廷安還以為：理論上，人類可以通過成功地成為星際物種而永生。

沃克說，在這個有著138億年汗青的宇宙的雄偉藍圖中，人工智慧機器人可以比生物外星人更多見，條件是其他智能生命方式偏向於像人類一樣創造和運用人工智慧。地球大約有45億年的汗青。我們的先人在6萬到10萬年前才成為一個智能物種，近來才在20世紀中期開始開闢人工智慧技術。假定至少和人類一樣智慧和技術先進的外星人會開闢本人的人工智慧，那麼可以會有更多的機器大家工智能後代，而不是他們的生物創造家。由於外星文明可以比地球陳舊數十億年，它們可以十分先進，乃至無法想像它們的樣子。它們可以是像cyborgs如許的人工智慧雜交物種，或許它們乃至可以完滿是由一種曾經不復存在的生物物種所創造的人工生命方式。

新物理學外星人搜索

無論是在另一個星球上的「小綠人」，還是在星際宇宙飛船上的人工智慧機器人群體，任何處置四周環境信息並哄騙這些信息生活和開展的系統都有可以成為一種生命方式。以為人們想區分生物和人工，它們都是信息處置系統，它們代表著相同的物理。像沃克如許的理論物理學家感興味的「生命」系統中的信息觸及到「生物系統好像是通過獲取關於它們的天下的知識或信息，然後哄騙這些信息來做一些十分風趣的事變，從而使它們成為十分奇特的物理系統流程。這種辦法將生命分解到生命科學可以解釋的根本層面。但是，物理學家可以嘗試用數學模子來用網路理論來描繪不同的系統。沃克在研討小組中說：當我想到尋覓生命的時候，想到的是用來描繪地球上生命的數學結構，應該思索用它來尋覓其他星球上的生命。

假如你看看系統化學發作在細胞或互聯網的結構或Facebook(銜接)的結構,有很多的規律在這些網路的結構化方式和大量信息構建系統。固然像Facebook如許的交際網路的成員之間並沒有互相交流，但他們的確通過信息技術或某種信息交流來進行互動。這些互相作用可以用數學辦法進行映射，研討職員可以通過統計數據來理解網路中的個體作為一個整體是怎樣運作的。我們在細胞中表示化學的方式是分子互相作用，因而它們是網路中的『節點』。」假如他們一同參與反響，那麼他們之間就有一條線。也可以用這種方式來代表一種(外星)氣氛。「一些人做了一些初步研討，發現從網路的角度來看，地球的大氣層更像是細胞內部的化學物質，而不是火星或金星的大氣層。

固然這些初步研討的發現還不能確切地證明這是「有人寓居的行星的大氣的系統級本質」，這個想法「給我們提供了一個更好的窗口，讓我們在行星尺度上思索生物系統」。怎樣能把它作為一個生物標記而不只僅依賴於參與這些網路的特定分子，而是系統層面的構造？這便是理論物理學家的工作。哄騙網路理論，理論物理學家可以拓寬尋覓生命的標準，使任何有構造的和看起來不天然的系統都被以為是一種生命方式。沃克說：我真的以為城市是活著的，電腦是活著的，人工智慧是活著的，這些都是相同的信息對天下發作影響並以不同的規模重新出現的例子，我們真的不曉得這些信息在等級體制中的地位有多高。

我們曉得化學被構造成特別的細胞有機體，那些有機體被構造成多細胞有機體。然後我們有了社會系統，然後我們有了城市，有了技術文明如今環球一體化，如今我們創造了人工智慧。關於那些比人類長得多的外星文明來說，這種等級制度可以會開展到十分先進的生活方式，看起來完全不同於我們如今所能想到的任何東西。假如科學家可以在最根本的層面上明白生命，就有更好的時機去看法最奇特的生命方式，即便不曉得我們在尋覓什麼。

博科園-科學科普｜文：Hanneke Weitering/Space

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